一種城市道路空氣凈化智能型控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種城市道路空氣凈化智能型控制系統(tǒng)及控制方法，控制系統(tǒng)包括與充電適配模塊連接的溫差發(fā)電組模塊，均與主控單元連接的路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元、進(jìn)氣風(fēng)扇、出氣風(fēng)扇、進(jìn)氣口氣體濃度傳感器、出氣口氣體濃度傳感器、儲(chǔ)能模塊、充電適配模塊、電源模塊、專用短距離無線通信模塊、無線通信模塊、存儲(chǔ)模塊和報(bào)警模塊。本發(fā)明的系統(tǒng)符合環(huán)保節(jié)能的原則，提供了一種有效解決城市道路空氣污染問題的方案。
【專利說明】
一種城市道路空氣凈化智能型控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于城市空氣凈化領(lǐng)域和智能控制領(lǐng)域，具體來說，涉及到一種城市道路空氣凈化智能型控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國汽車保有量的不斷增加，由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后排放的尾氣中含有很多污染物，對(duì)大氣環(huán)境造成了持續(xù)嚴(yán)重的影響，尤其在城市中車輛集中區(qū)域，汽車尾氣排放是形成霧霾、光化學(xué)煙霧、酸雨、等環(huán)境空氣質(zhì)量問題的重要原因，比如北京及周邊地區(qū)PM2.5嚴(yán)重超標(biāo)。雖然我國要求在用車環(huán)保檢測(cè)合格后才能上路，但城市道路上還是不乏存在很多尾氣超標(biāo)車輛，尤其在十指路口、T形路口等交通流量大的地方，不僅等待車輛較多，而且其怠速排放的尾氣中污染物更多。
[0003]因此，如何降低城市道路中汽車尾氣排放對(duì)大氣環(huán)境的污染，已成為現(xiàn)在急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種城市道路空氣凈化智能型控制系統(tǒng)。
[0005]該系統(tǒng)包括多個(gè)通過短距離無線通信網(wǎng)絡(luò)相互連接的城市道路空氣凈化裝置，與該多個(gè)城市道路空氣凈化裝置通過無線通信網(wǎng)絡(luò)連接的城市道路空氣質(zhì)量信息中心服務(wù)器，每個(gè)所述城市道路空氣凈化裝置裝置包括:
[0006]均與主控單元連接的路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元、進(jìn)氣風(fēng)扇、出氣風(fēng)扇、進(jìn)氣口氣體濃度傳感器、出氣口氣體濃度傳感器、儲(chǔ)能模塊、充電適配模塊、電源模塊、專用短距離無線通信模塊、無線通信模塊、存儲(chǔ)模塊和報(bào)警模塊；
[0007]所述路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元用于監(jiān)測(cè)所處路面的空氣質(zhì)量狀況，并將實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至主控單兀；
[0008]所述進(jìn)氣風(fēng)扇用于把路面空氣吸入城市道路空氣凈化裝置中凈化；
[0009]所述出氣風(fēng)扇用于排出經(jīng)過城市道路空氣凈化裝置凈化后的氣體；
[0010]所述進(jìn)氣口氣體濃度傳感器檢測(cè)進(jìn)氣口中的氣體濃度，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至主控單元；
[0011]所述出氣口氣體濃度傳感器檢測(cè)出氣口中的氣體濃度，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至主控單元；
[0012]所述儲(chǔ)能模塊用于存儲(chǔ)充電適配模塊充入的電能，所述電能來自溫差發(fā)電組模塊或者電源模塊；
[0013]所述充電適配模塊把溫差發(fā)電組模塊或者電源模塊提供的電能量經(jīng)過穩(wěn)壓穩(wěn)流后充入儲(chǔ)能模塊；
[0014]所述電源模塊用于整個(gè)系統(tǒng)的供電；
[0015]所述溫差發(fā)電組模塊，與充電適配模塊連接，利用城市道路空氣凈化裝置中催化反應(yīng)釋放的熱量發(fā)電，并把轉(zhuǎn)換后的能量傳輸至充電適配模塊；
[0016]所述專用短距離無線通信模塊用于小范圍短距離內(nèi)多個(gè)城市道路空氣凈化裝置之間的通信；
[0017]所述無線通信模塊用于多個(gè)城市道路空氣凈化裝置與城市道路空氣質(zhì)量信息中心服務(wù)器之間的通信；
[0018]所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)置的閾值、曲線和各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
[0019]所述報(bào)警模塊用于系統(tǒng)及其各部分出現(xiàn)故障(比如傳感器、風(fēng)扇故障)和多級(jí)凈化組件效率過低時(shí)，提供故障燈及聲音的提示；
[0020]所述主控單元用于控制系統(tǒng)中與其相連的各部分，接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)、發(fā)送控制信號(hào)等，以保證系統(tǒng)各部分正常高效的工作。
[0021 ]進(jìn)一步的，所述主控單元的功能包括，接收到進(jìn)氣口氣體濃度傳感器和出氣口氣體濃度傳感器后，主控單元對(duì)比兩者數(shù)據(jù)差值A(chǔ)C，若大于設(shè)定閾值Cr，說明凈化效率正常，則多級(jí)凈化組件不需要回收或更換，否則，發(fā)送信號(hào)給報(bào)警模塊提示回收或更換多級(jí)凈化組件。
[0022]進(jìn)一步的，所述主控單元的功能還包括，主控單元根據(jù)路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元傳回的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的“閾值一轉(zhuǎn)速曲線”對(duì)比后，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，并傳輸至進(jìn)氣風(fēng)扇和出氣風(fēng)扇，通過控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)城市道路空氣凈化裝置的進(jìn)氣量和出氣量;同時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理后通過無線通信模塊發(fā)送至城市道路空氣質(zhì)量信息中心的服務(wù)器。
[0023]進(jìn)一步的，所述路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元包括TSP濃度傳感器、HC濃度傳感器、CO濃度傳感器和NOx濃度傳感器。
[0024]進(jìn)一步的，所述各級(jí)凈化器為可拆卸式結(jié)構(gòu)，便于定時(shí)更換及回收再利用。
[0025]本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用上述系統(tǒng)的城市道路空氣凈化智能型控制方法，該方法包括如下步驟:
[0026]SlOl，系統(tǒng)通電，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化；
[0027]S102，電源模塊通電后，給主控單元發(fā)送通電信號(hào)，主控單元接到信號(hào)后，查看儲(chǔ)能模塊供電情況，若電壓電流滿足供電要求，則優(yōu)先使用儲(chǔ)能模塊中電能，若電壓電流不滿足供電要求，則使用電源模塊為系統(tǒng)中用電部分供電；
[0028]S103，路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元將路面空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至主控單元，同時(shí)通過專用短距離無線通信模塊發(fā)送至通信范圍內(nèi)的其他城市道路空氣凈化裝置；
[0029]S104，主控單元根據(jù)路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元傳回的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的“閾值一轉(zhuǎn)速曲線”對(duì)比后，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，并傳輸至進(jìn)氣風(fēng)扇和出氣風(fēng)扇，通過控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)城市道路空氣凈化裝置的進(jìn)氣量和出氣量;同時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理后通過無線通信模塊發(fā)送至城市道路空氣質(zhì)量信息中心的服務(wù)器；
[0030]S105，進(jìn)氣口氣體濃度傳感器和出氣口氣體濃度傳感器分別將檢測(cè)的進(jìn)氣口、出氣口氣體濃度數(shù)據(jù)傳輸至主控單元，主控單元對(duì)比兩者數(shù)據(jù)差值A(chǔ)C，若大于設(shè)定閾值CR，說明凈化效率正常，則多級(jí)凈化組件不需要回收或更換，否則，系統(tǒng)中報(bào)警模塊提示回收或更換多級(jí)凈化組件；
[0031]S106，溫差發(fā)電組模塊將利用余熱產(chǎn)生的電能傳輸至充電適配模塊，充電適配模塊判斷電流電壓是否滿足充電要求，若滿足，發(fā)送充電信號(hào)給主控單元，若不滿足，則不發(fā)送信號(hào)，主控單元接到充電信號(hào)后查看儲(chǔ)能模塊狀態(tài)，若儲(chǔ)能模塊電量未滿，接通充電線路進(jìn)行充電，否則，接通系統(tǒng)供電線路，直接為系統(tǒng)中用電部分供電；
[0032]S107，道路中多個(gè)城市道路空氣凈化裝置之間通過專用短距離無線通信模塊進(jìn)行周期性(大約I秒)通信，通過共享此小范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，自主控制各城市道路空氣凈化裝置的開啟或關(guān)閉；
[0033]S108，當(dāng)城市道路空氣凈化裝置所處道路車流量很少時(shí)，若路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)C低于系統(tǒng)設(shè)置的閾值Cs，則系統(tǒng)進(jìn)入低功耗的休眠模式，此時(shí)只有路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元工作，其他部分休眠，直到路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)C高于系統(tǒng)設(shè)置的閾值Cs時(shí)，喚醒系統(tǒng)重新工作。
[0034]進(jìn)一步的，所述步驟S107的具體控制策略如下:根據(jù)路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)把空氣質(zhì)量分為五類，由高到低分別為非常好、較好、一般、較差、非常差，假設(shè)此系統(tǒng)中總共包含的城市道路空氣凈化裝置數(shù)量為N，則對(duì)應(yīng)的開啟數(shù)量η分別為為20%N、40%N、70%N、90%N、100%N。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)智能調(diào)節(jié)城市道路空氣凈化裝置的進(jìn)氣量，通過對(duì)比進(jìn)氣口與出氣口的氣體濃度來及時(shí)判斷多級(jí)凈化組件是否需要回收或更換，同時(shí)采用溫差發(fā)電技術(shù)對(duì)城市道路空氣凈化裝置中的余熱充分利用，各城市道路空氣凈化裝置除了與城市道路空氣質(zhì)量信息中心通信進(jìn)行智能控制外，各自之間還可自組網(wǎng)絡(luò)，按路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)控制此自組網(wǎng)絡(luò)中城市道路空氣凈化裝置的開啟數(shù)量，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)凈化。
【附圖說明】
[0036]圖1為城市道路空氣凈化智能型控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2為路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖3為城市道路空氣凈化裝置自組網(wǎng)絡(luò)及城市道路空氣質(zhì)量信息中心平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0039]城市道路空氣凈化裝置一1、自組網(wǎng)絡(luò)I一2、自組網(wǎng)絡(luò)η—3、城市道路空氣質(zhì)量信息中心一 4。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0041 ] 實(shí)施例1
[0042]如圖3所述，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)一種城市道路空氣凈化智能型控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)通過短距離無線通信網(wǎng)絡(luò)相互連接的城市道路空氣凈化裝置，與該多個(gè)城市道路空氣凈化裝置通過無線通信網(wǎng)絡(luò)連接的城市道路空氣質(zhì)量信息中心服務(wù)器，每個(gè)所述城市道路空氣凈化裝置裝置的構(gòu)造如圖1所述，包括:
[0043]均與主控單元連接的路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元、進(jìn)氣風(fēng)扇、出氣風(fēng)扇、進(jìn)氣口氣體濃度傳感器、出氣口氣體濃度傳感器、儲(chǔ)能模塊、充電適配模塊、電源模塊、專用短距離無線通信模塊、無線通信模塊、存儲(chǔ)模塊和報(bào)警模塊；
[0044]所述路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元用于監(jiān)測(cè)所處路面的空氣質(zhì)量狀況，并將實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至主控單兀；
[0045]所述進(jìn)氣風(fēng)扇用于把路面空氣吸入城市道路空氣凈化裝置中凈化；
[0046]所述出氣風(fēng)扇用于排出經(jīng)過城市道路空氣凈化裝置凈化后的氣體；
[0047]所述進(jìn)氣口氣體濃度傳感器檢測(cè)進(jìn)氣口中的氣體濃度，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至主控單元；
[0048]所述出氣口氣體濃度傳感器檢測(cè)出氣口中的氣體濃度，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至主控單元；
[0049]所述儲(chǔ)能模塊用于存儲(chǔ)充電適配模塊充入的電能(電能來自溫差發(fā)電組模塊或者電源模塊);
[0050]所述充電適配模塊把溫差發(fā)電組模塊或者電源模塊提供的電能量經(jīng)過穩(wěn)壓穩(wěn)流后充入儲(chǔ)能模塊；
[0051]所述電源模塊用于整個(gè)系統(tǒng)的供電；
[0052]所述溫差發(fā)電組模塊，與充電適配模塊連接，利用城市道路空氣凈化裝置中催化反應(yīng)釋放的熱量發(fā)電，并把轉(zhuǎn)換后的能量傳輸至充電適配模塊；
[0053]所述專用短距離無線通信模塊用于小范圍短距離內(nèi)多個(gè)城市道路空氣凈化裝置之間的通信；
[0054]所述無線通信模塊用于多個(gè)路段乃至全市范圍內(nèi)的所有城市道路空氣凈化裝置與城市道路空氣質(zhì)量信息中心之間的通信；
[0055]所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)置的閾值、曲線和各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
[0056]所述報(bào)警模塊用于系統(tǒng)及其各部分出現(xiàn)故障(比如傳感器、風(fēng)扇故障)和多級(jí)凈化組件效率過低時(shí)，提供故障燈及聲音的提示；
[0057]所述主控單元用于控制系統(tǒng)中與其相連的各部分，接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)、發(fā)送控制信號(hào)等，以保證系統(tǒng)各部分正常高效的工作。
[0058]所述主控單元的功能包括，接收到進(jìn)氣口氣體濃度傳感器和出氣口氣體濃度傳感器后，主控單元對(duì)比兩者數(shù)據(jù)差值A(chǔ)C，若大于設(shè)定閾值Cr，說明凈化效率正常，則多級(jí)凈化組件不需要回收或更換，否則，發(fā)送信號(hào)給報(bào)警模塊提示回收或更換多級(jí)凈化組件。
[0059]所述路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元包括TSP濃度傳感器、HC濃度傳感器、CO濃度傳感器和NOx濃度傳感器。
[0060]實(shí)施例2
[0061]本發(fā)明還請(qǐng)求保護(hù)一種應(yīng)用于上述城市道路空氣凈化智能型控制系統(tǒng)中的控制方法，該方法包括如下步驟:
[0062]SlOl，系統(tǒng)通電，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化；
[0063]S102，電源模塊通電后，給主控單元發(fā)送通電信號(hào)，主控單元接到信號(hào)后，查看儲(chǔ)能模塊供電情況，若電壓電流滿足供電要求，則優(yōu)先使用儲(chǔ)能模塊中電能，若電壓電流不滿足供電要求，則使用電源模塊為系統(tǒng)中用電部分供電；
[0064]S103，路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元將路面空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至主控單元，同時(shí)通過專用短距離無線通信模塊發(fā)送至通信范圍內(nèi)的其他城市道路空氣凈化裝置；
[0065]S104，主控單元根據(jù)路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元傳回的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的“閾值一轉(zhuǎn)速曲線”對(duì)比后，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，并傳輸至進(jìn)氣風(fēng)扇和出氣風(fēng)扇，通過控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)城市道路空氣凈化裝置的進(jìn)氣量和出氣量;同時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理后通過無線通信模塊發(fā)送至城市道路空氣質(zhì)量信息中心的服務(wù)器；
[0066]S105，進(jìn)氣口氣體濃度傳感器和出氣口氣體濃度傳感器分別將檢測(cè)的進(jìn)氣口、出氣口氣體濃度數(shù)據(jù)傳輸至主控單元，主控單元對(duì)比兩者數(shù)據(jù)差值A(chǔ)C，若大于設(shè)定閾值CR，說明凈化效率正常，則多級(jí)凈化組件不需要回收或更換，否則，系統(tǒng)中報(bào)警模塊提示回收或更換多級(jí)凈化組件；
[0067]S106，溫差發(fā)電組模塊將利用余熱產(chǎn)生的電能傳輸至充電適配模塊，充電適配模塊判斷電流電壓是否滿足充電要求，若滿足，發(fā)送充電信號(hào)給主控單元，若不滿足，則不發(fā)送信號(hào)，主控單元接到充電信號(hào)后查看儲(chǔ)能模塊狀態(tài)，若儲(chǔ)能模塊電量未滿，接通充電線路進(jìn)行充電，否則，接通系統(tǒng)供電線路，直接為系統(tǒng)中用電部分供電；
[0068]S107，道路中小范圍內(nèi)多個(gè)城市道路空氣凈化裝置之間通過專用短距離無線通信模塊進(jìn)行周期性(大約I秒)通信，通過共享此小范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，自主控制各城市道路空氣凈化裝置的開啟或關(guān)閉；
[0069]若路面空氣質(zhì)量較好，開啟的城市道路空氣凈化裝置數(shù)量就少，若路面空氣質(zhì)量較差，開啟的城市道路空氣凈化裝置數(shù)量就多，實(shí)現(xiàn)各城市道路空氣凈化裝置之間的自組網(wǎng)絡(luò)及自主控制；
[0070]S108，當(dāng)城市道路空氣凈化裝置所處道路車流量很少時(shí)，若路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)C低于系統(tǒng)設(shè)置的閾值Cs，則系統(tǒng)進(jìn)入低功耗的休眠模式，此時(shí)只有路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元工作，其他部分休眠，直到路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)C高于系統(tǒng)設(shè)置的閾值Cs時(shí)，喚醒系統(tǒng)重新工作。
[0071 ]所述的各城市道路空氣凈化裝置之間自組網(wǎng)絡(luò)后的自主控制方法是按路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確定此自組網(wǎng)絡(luò)中城市道路空氣凈化裝置的開啟數(shù)量，具體控制策略如下:根據(jù)路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)把空氣質(zhì)量分為五類，由高到低分別為非常好、較好、一般、較差、非常差，假設(shè)此自組網(wǎng)絡(luò)中總共包含的城市道路空氣凈化裝置數(shù)量為1則對(duì)應(yīng)的開啟數(shù)量11分別為為20%140%170%190%1100%1
[0072]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)智能調(diào)節(jié)城市道路空氣凈化裝置的進(jìn)氣量，通過對(duì)比進(jìn)氣口與出氣口的氣體濃度來及時(shí)判斷多級(jí)凈化組件是否需要回收或更換，同時(shí)采用溫差發(fā)電技術(shù)對(duì)城市道路空氣凈化裝置中的余熱充分利用，各城市道路空氣凈化裝置除了與城市道路空氣質(zhì)量信息中心通信進(jìn)行智能控制外，各自之間還可自組網(wǎng)絡(luò)，按路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)控制此自組網(wǎng)絡(luò)中城市道路空氣凈化裝置的開啟數(shù)量，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)凈化。
[0073]本發(fā)明不僅有效降低了城市道路的空氣污染，同時(shí)盡量回收利用各種資源和能量，符合環(huán)保節(jié)能的原則，對(duì)于城市道路的空氣污染問題，提供了一種有效的解決方案。
[0074]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種城市道路空氣凈化智能型控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)通過短距離無線通信網(wǎng)絡(luò)相互連接的城市道路空氣凈化裝置，與該多個(gè)城市道路空氣凈化裝置通過無線通信網(wǎng)絡(luò)連接的城市道路空氣質(zhì)量信息中心服務(wù)器，每個(gè)所述城市道路空氣凈化裝置裝置包括: 均與主控單元連接的路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元、進(jìn)氣風(fēng)扇、出氣風(fēng)扇、進(jìn)氣口氣體濃度傳感器、出氣口氣體濃度傳感器、儲(chǔ)能模塊、充電適配模塊、電源模塊、專用短距離無線通信模塊、無線通信模塊、存儲(chǔ)模塊和報(bào)警模塊； 所述路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元用于監(jiān)測(cè)所處路面的空氣質(zhì)量狀況，并將實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至主控單兀； 所述進(jìn)氣風(fēng)扇用于把路面空氣吸入城市道路空氣凈化裝置中凈化； 所述出氣風(fēng)扇用于排出經(jīng)過城市道路空氣凈化裝置凈化后的氣體； 所述進(jìn)氣口氣體濃度傳感器檢測(cè)進(jìn)氣口中的氣體濃度，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至主控單元； 所述出氣口氣體濃度傳感器檢測(cè)出氣口中的氣體濃度，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至主控單元； 所述儲(chǔ)能模塊用于存儲(chǔ)充電適配模塊充入的電能，所述電能來自溫差發(fā)電組模塊或者電源模塊； 所述充電適配模塊把溫差發(fā)電組模塊或者電源模塊提供的電能量經(jīng)過穩(wěn)壓穩(wěn)流后充入儲(chǔ)能模塊； 所述電源模塊用于整個(gè)系統(tǒng)的供電； 所述溫差發(fā)電組模塊，與充電適配模塊連接，利用城市道路空氣凈化裝置中催化反應(yīng)釋放的熱量發(fā)電，并把轉(zhuǎn)換后的能量傳輸至充電適配模塊； 所述專用短距離無線通信模塊用于小范圍短距離內(nèi)多個(gè)城市道路空氣凈化裝置之間的通信； 所述無線通信模塊用于多個(gè)城市道路空氣凈化裝置與城市道路空氣質(zhì)量信息中心服務(wù)器之間的通信； 所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)置的閾值、曲線和各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)； 所述報(bào)警模塊用于系統(tǒng)及其各部分出現(xiàn)故障(比如傳感器、風(fēng)扇故障)和多級(jí)凈化組件效率過低時(shí)，提供故障燈及聲首的提不; 所述主控單元用于控制系統(tǒng)中與其相連的各部分，接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)、發(fā)送控制信號(hào)等，以保證系統(tǒng)各部分正常高效的工作。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述主控單元的功能具體包括，接收到進(jìn)氣口氣體濃度傳感器和出氣口氣體濃度傳感器后，主控單元對(duì)比兩者數(shù)據(jù)差值A(chǔ)C，若大于設(shè)定閾值Cr，說明凈化效率正常，則多級(jí)凈化組件不需要回收或更換，否則，發(fā)送信號(hào)給報(bào)警模塊提示回收或更換多級(jí)凈化組件。3.如權(quán)利要求2所述的裝置，所述主控單元的功能具體還包括，主控單元根據(jù)路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元傳回的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的“閾值一轉(zhuǎn)速曲線”對(duì)比后，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，并傳輸至進(jìn)氣風(fēng)扇和出氣風(fēng)扇，通過控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)城市道路空氣凈化裝置的進(jìn)氣量和出氣量;同時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理后通過無線通信模塊發(fā)送至城市道路空氣質(zhì)量信息中心的服務(wù)器。4.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元包括TSP濃度傳感器、HC濃度傳感器、CO濃度傳感器和NOx濃度傳感器。5.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述各級(jí)凈化器為可拆卸式結(jié)構(gòu)，便于定時(shí)更換及回收再利用。6.—種應(yīng)用如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的城市道路空氣凈化智能型控制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: S1I，系統(tǒng)通電，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化； S102，電源模塊通電后，給主控單元發(fā)送通電信號(hào)，主控單元接到信號(hào)后，查看儲(chǔ)能模塊供電情況，若電壓電流滿足供電要求，則優(yōu)先使用儲(chǔ)能模塊中電能，若電壓電流不滿足供電要求，則使用電源模塊為系統(tǒng)中用電部分供電； S103，路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元將路面空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至主控單元，同時(shí)通過專用短距離無線通信模塊發(fā)送至通信范圍內(nèi)的其他城市道路空氣凈化裝置； S104，主控單元根據(jù)路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元傳回的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的“閾值一轉(zhuǎn)速曲線”對(duì)比后，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，并傳輸至進(jìn)氣風(fēng)扇和出氣風(fēng)扇，通過控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)城市道路空氣凈化裝置的進(jìn)氣量和出氣量；同時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理后通過無線通信模塊發(fā)送至城市道路空氣質(zhì)量信息中心的服務(wù)器； S105，進(jìn)氣口氣體濃度傳感器和出氣口氣體濃度傳感器分別將檢測(cè)的進(jìn)氣口、出氣口氣體濃度數(shù)據(jù)傳輸至主控單元，主控單元對(duì)比兩者數(shù)據(jù)差值A(chǔ)C，若大于設(shè)定閾值CR，說明凈化效率正常，則多級(jí)凈化組件不需要回收或更換，否則，系統(tǒng)中報(bào)警模塊提示回收或更換多級(jí)凈化組件； S106，溫差發(fā)電組模塊將利用余熱產(chǎn)生的電能傳輸至充電適配模塊，充電適配模塊判斷電流電壓是否滿足充電要求，若滿足，發(fā)送充電信號(hào)給主控單元，若不滿足，則不發(fā)送信號(hào)，主控單元接到充電信號(hào)后查看儲(chǔ)能模塊狀態(tài)，若儲(chǔ)能模塊電量未滿，接通充電線路進(jìn)行充電，否則，接通系統(tǒng)供電線路，直接為系統(tǒng)中用電部分供電； S107，道路中多個(gè)城市道路空氣凈化裝置之間通過專用短距離無線通信模塊進(jìn)行周期性(大約I秒)通信，通過共享此小范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，自主控制各城市道路空氣凈化裝置的開啟或關(guān)閉； S108，當(dāng)城市道路空氣凈化裝置所處道路車流量很少時(shí)，若路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)C低于系統(tǒng)設(shè)置的閾值Cs，則系統(tǒng)進(jìn)入低功耗的休眠模式，此時(shí)只有路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元工作，其他部分休眠，直到路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)C高于系統(tǒng)設(shè)置的閾值Cs時(shí)，喚醒系統(tǒng)重新工作。7.如權(quán)利要求6所述的方法，所述步驟S107的具體控制策略如下:根據(jù)路面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)把空氣質(zhì)量分為五類，由高到低分別為非常好、較好、一般、較差、非常差，假設(shè)此系統(tǒng)中總共包含的城市道路空氣凈化裝置數(shù)量為N，則對(duì)應(yīng)的開啟數(shù)量η分別為*20%Ν、40%Ν、70%Ν、90%Ν、100%Ν。
【文檔編號(hào)】G05B19/048GK105843141SQ201610187875
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】姜鑫, 王文君, 龐奪峰, 多文英, 鹿建平, 陶健, 殷傳峰, 陳龍, 王征, 趙翔宇, 周鵬
【申請(qǐng)人】山西省交通科學(xué)研究院